3 Propriedades Fisicas Quimicas Mineralogicas Parte1

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Profa. Dra. MIRIAN COSTA - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO 
 
3.1 Introdução 
3. Propriedades físicas, químicas e mineralógicas 
de interesse no manejo de solos 
Importância: 
Adotar práticas corretas de uso e manejo; 
Avaliar se as alternativas de manejo estão resultando 
na recuperação de solos degradados. 
Planejamento do uso de terra; 
3.2 Propriedades mineralógicas 
3.2.1 Fases do solo 
Três fases: Sólida, Líquida, Gasosa 
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Fase sólida (minerais e matéria orgânica): 
Importante para caracterização química; 
Composta por agregados. 
•Fracionamento e dispersão dos agregados da 
fase sólida: 
Partículas individuais classificadas de acordo 
com seu tamanho. 
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CASCALHO: > 2 mm 
AREIA MUITO GROSSA: 1 - 2 mm 
AREIA GROSSA: 0,5 – 1,0 mm 
AREIA MÉDIA: 0,2 – 0,5 mm 
AREIA FINA: 0,05 – 0,2 mm 
AREIA MUITO FINA: 0,02 – 0,05 mm 
SILTE: 0,002 – 0,02 mm 
ARGILA: 0 – 0,002 mm 
Fração Argila 
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≠ Mineral de argila 
3.2.2 Sistema coloidal 
• Duas fases; 
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•Um ou mais materiais, num estado de divisão 
refinada, dispersos em outras substâncias; 
•Meio onde ocorrem reações importantes; 
•Fase dispersa em que se encontram os 
MINERAIS DE ARGILA. 
 MINERAIS DE ARGILA = Argilas Silicatadas e 
Argilas não Silicatadas. 
Argilas Silicatadas: 
Constituídas por tetraedros de sílica e octaedros de 
alumina 
3.2.3 Mineralogia da fração argila 
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Caulinita, Montmorilonita, Ilita, Vermiculita, Clorita. 
a) Argilas silicatadas 2:1 
2 tetraedros de Si e 1 octaedro de Al 
Ex.: Montmorilonita: 
Unidades cristalográficas unidas por moléculas de água; 
Unidades cristalográficas de distância variável; 
Maior superfície total (cargas negativas, aumentando 
adsorção de cátions); 
Quando hidratadas sofrem expansão; 
Quando desidratadas sofrem contração (solos secos com 
superfície trincada). 
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Representação esquemática das argilas do grupo da montmorilonita (tipo 2:1) 
Camada de tetraedros 
Camada de octaedros 
Camada de tetraedros 
Camada de tetraedros 
Camada de octaedros 
Camada de tetraedros 
Superfície externa 
H2O + ion 
Unidade 
Cristalográfica 
Superfície externa 
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b) Argilas silicatadas 1:1 
Uma camada de tetraedros e outra de 
octaedros; 
Ex.: Caulinita 
UC’s se unem por pontes de H; 
Ligações não permitem expansão da argila; 
Pequena superfície específica. 
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Superfície externa 
Superfície externa 
H H H 
Camada de tetraedros 
Camada de octaedros 
Camada de tetraedros 
Camada de octaedros 
Unidade 
Cristalográfica 
Representação esquemática das argilas do grupo da caulinita (tipo 1:1) 
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c) Argilas Não-Silicatadas (Óxidos e 
Hidróxidos de Fe e Al) 
Solos de regiões tropicais, misturados às 
argilas silicatadas (caulinita). 
Exs. Argilas não silicatadas: 
 
Gibbsita - (Al2O3. 3H2O): Óxido hidratado de Al; 
Goethita – (Fe2O3. H2O): Óxido hidratado de Fe; 
Hematita – (Fe2O3): Óxido de Fe não hidratado. 
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3.3.1 Origem das cargas elétricas no solo 
• Para alguns aspectos do manejo: 
É mais favorável o predomínio de cargas 
negativas sobre as positivas. 
Em solos intemperizados pode haver mais cargas 
positivas. 
Importância de práticas que permitam gerar 
cargas negativas 
3.3 Propriedades químicas 
As cargas negativas podem ter diferentes origens: 
a)Cargas negativas derivadas da dissociação 
de grupos OH nas arestas das argilas 
silicatadas 
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 Grupos OH em arestas quebradas das UC’s 
podem se dissociar, gerando carga negativa 
Aumento do pH: a equação tende para a 
direita; 
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OH- 
Argila 
+ OH- O
- 
Argila 
+ H2O 
Predomina em argilas do tipo 1:1; 
Também são denominadas como cargas 
negativas variáveis com o pH. 
b) Cargas negativas derivadas da substituição 
isomórfica 
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Na formação das argilas 2:1, átomos de Si podem ser 
substituídos por Al na camada de tetraedros 
(Vermiculita) ou o Al dos octaedros pode ser substituído 
por Mg (Montmorilonita); 
A substituição do Si4+ que estava neutralizado por 4 
cargas negativas por Al3+, faz com que sobre 1 carga 
negativa; 
Essa carga negativa não varia. 
R – COOH R – COO- + H+ 
c) Cargas negativas derivadas da MO 
As cargas negativas se originam principalmente com a 
dissociação de grupos carboxílicos e fenólicos; 
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O equilíbrio é deslocado para a direita com o aumento 
do pH do meio; 
Também é carga negativa variável com o pH. 
d) Cargas positivas 
 Originadas dos óxidos e hidróxidos de Fe e Al 
+ H+ + OH- 
Al O 
H+ 
H+ 
Al-OH Al-O- + H2O 
Carga Positiva Carga Nula 
(PCZ = pH) 
Carga Negativa 
PCZ: Ponto de carga zero. Valor de pH em que cargas negativas = cargas 
positivas; 
Óxidos hidratados de Fe e Al podem originar cargas positivas, negativas 
ou permanecer com carga neutra, dependendo do pH do solo; 
Solos de região tropical são ácidos e sesquióxidos de Fe e Al formam 
cargas positivas. 
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3.3.2 Adsorção e troca iônica 
 Adsorção: 
Cargas - ou + são neutralizadas por íons de 
cargas contrárias; 
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Catiônica: cargas – neutralizadas por cargas + 
Aniônica: cargas + neutralizadas por cargas – 
Íons ligam-se por eletrovalência ou 
covalência às partículas coloidais do solo; 
Troca iônica: 
Ocorre entre íons de mesma carga. 
3.3.2 Adsorção e troca iônica 
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Al3+ 
Ca2
+ Colóide 
- 
K+ 
+ 6NH4
+ 
3NH 4+ 
2NH4
+ 
Colóide 
NH4
+ 
+ K+ + Ca2++ Al3+ 
TROCA CATIÔNICA 
OH- 
OH- 
Colóide 
+ 
SO4
2- 
+ H2PO4
- 
 2H2PO4
- 
Colóide 
2H2PO4
- 
+ SO4 
2- + 2OH- 
TROCA ANIÔNICA 
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3.3.3 Capacidade de troca catiônica - CTC 
Troca rápida, estequiométrica e reversível; 
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Influenciada pelo pH em virtude da geração 
de cargas negativas dependentes do pH que 
aumentam a CTC efetiva do solo; 
Influenciada pela natureza dos cátions 
trocáveis em virtude de: 
Qto maior a densidade de carga, maior será a 
retenção. 
 
Série liotrópica de Hofmeister (Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < 
Cs+ < Mg2+ , Ca2+ < Si2+ < Ba2+) 
a) Carga: 
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Qto menor o raio, maior a hidratação e menor a 
retenção. 
b) Raio de hidratação: 
c) Material de origem 
Material CTC (cmolc kg
-1) 
Matéria orgânica 150-400 
Vermiculita 100-150 
Montmorilonita 80-120 
Ilita 20-50 
Clorita 10-40 
Haloisita.4H2O 40-50Haloisita.2H2O 50-10 
Caulinita 3-15 
Óxidos de Fe e Al 4-10 
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CTC potencial a pH 7 (T) 
Calculada pela soma das bases e da acidez 
potencial (SB +(H+Al)) 
CTC efetiva (t) 
Calculada pela soma das bases e da acidez 
trocável (SB + Al) 
SB = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ 
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Saturação por bases (V%) 
V(%) = (SB/CTCpotencial) x 100 
 
Saturação por alumínio (m%) 
m(%) = (Al/CTCefetiva) x 100 
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3.3.4 Capacidade de troca aniônica- CTA 
Ao contrário da CTC 
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Não é tão rápida; 
Não é tão estequiométrica; 
Não é tão reversível. 
Denominada ADSORÇÃO IÔNICA; 
 Deficiência de P em solos de regiões tropicais. 
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3.3.5 Acidez do solo 
 Grande limitante ao desenvolvimento das 
plantas em solos brasileiros; 
Pode estar associada à presença de Al e Mn em 
concentrações tóxicas às plantas e aos baixos 
teores de Ca e Mg que são importantes 
nutrientes; 
A acidez do solo tem diferentes origens: 
a) Remoção de bases; 
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b) Grupos ácidos da matéria orgânica; 
c) Minerais de argila silicatados e não 
silicatados; 
d) Fertilizantes minerais. 
3.3.5.1 Efeitos da acidez do solo no manejo 
↑ pH x Disponibilidade de nutrientes 
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